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浅谈垃圾焚烧炉受热面积灰及对策
-----陈高飞
关键词: 垃圾炉 受热面 过热器积灰 预防措施
1、 引言
常州绿色动力环保热电有限公司垃圾锅炉为绿色动力环境工程
有限公司自主研发的三驱动机械炉排炉,日处理 1050t/d,配套三套
余热锅炉 WGZ27.8-400℃/4MPa,一期工程于 2006 年动工建设,于
2008 年 4 月份进入商业运行; 二期工程于 2009 年动工建设, 2010 年投入正常运行。 余热锅炉采用四烟道立式布置, 对流受热面积灰表现明显,最初受热面积灰被迫停炉次数较多, 严重困扰了锅炉的正常运行调整和连续运行时间, 大大增加了运行费用和设备因启停造成的损耗。运行时间最初为 1 个月左右,经过多方面的改造、控制和调整,现在已得到了有效控制, 连续运行时间可以保证 3 个月以上,余热锅炉利用效率大为提高,单炉日垃圾处理 350t 以上,负荷率为 105%,吨位垃圾产汽达到 1.8 以上。下面,就针对常州绿色动力积灰浅谈自己的见解。
2、 改造前积灰部位分析
图一对流管束运行一个月后积灰 图二高温过热器
运行 50 天后积灰
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图一:对流管束入口积灰情况:
① 对流管束结构:对流管束布置于三烟道内,Ⅲ级过热器的前面。
蒸发管束的管子成倾斜状, 以避免产生汽水分层。 蒸发管束与第二隔
墙、后墙水冷壁组成水循环回路。共分上下两级,各
50 组,共 100
组,每组 4 根组成。管道规格为:¢ 42*4.5,每组之间的管壁距离为
70.5mm,节距为 114mm,其中布置有 24 根吊挂管。②锅炉连续运行 20 天左右,锅炉负荷维持在 23~32T/H,对流管束
入口烟温从 450℃升至 720℃,且三烟道入出口负压测点压差不断增
大,烟气通流面积减少,被迫降低锅炉负荷,以至难以维持正常运行
被迫停炉。
③停炉后检查积灰部位: 三烟道对流管束入口处管子与管子之间间隙
几乎被全部堵死,锅炉运行后期因积灰换热效果较差,烟温偏高,至
积灰成熔融状且较硬的灰块, 受烟气冲刷的影响表面管子挂有成 (钟
乳岩)状的挂焦。
图二:高温过热器出口与中温过热器接口部位积灰:
① 由于管组中间部位脉冲吹灰器难以形成有效的冲击,加上管束节
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距偏小,首先在高温段中部堵塞,形成一个堆积平台。
② 上部挂灰到一定程度时受重力影响落在管组表面逐渐堆积,其次,
吹灰器只是吹扫管束表面。吹下来后也层层叠加,在接口部位堆
积成山丘模样,更加重了烟气通流面积的减少。
3、积灰对垃圾炉的危害
①使炉内传热变差,加剧了结渣过程。受热面结渣后,由于灰渣层导热系数小,表面温度急剧上升, 高温烟气贴近灰渣层表面时不能充分冷却,进一步加剧了结渣过程。 严重时会造成管壁温度过高使管壁超温,缩短管子的使用寿命,甚至失效爆管。烟道水冷壁积灰、结渣严重时,因换热效果差,还会使蒸发量减少。
②炉膛内结渣或积灰时, 炉膛出口烟温将升高, 引起蒸汽温度偏高或
热偏差增大。
③对流换热面积灰、结渣较多时,多数并发高温腐蚀。发生高温腐蚀
的内在原因是垃圾中的含硫量和含氯量, 而外部原因是由于水冷壁管
处于高温烟气的环境中, 壁面邻近的区域中形成还原性气氛, 使灰熔
融性温度降低,加剧结渣过程,并使管子表面产生高温腐蚀。不但积
灰粘附管壁造成腐蚀,垃圾燃烧后的高温烟气也会给管束造成腐蚀,
一般在燃烧区域较高段腐蚀较为严重。
④锅炉效率降低。 受热面积灰、结渣后,各段受热面出烟温相应提高,使排烟损失增大。 炉内水冷壁结渣时。 还有可能引起炉膛出口处的受热面结渣,致使锅炉不能满负荷运行,甚至被迫停炉。⑤结渣严重时,大块渣落下可能会砸坏炉底水冷壁或阻塞排渣口。
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⑥在传热减弱的情况下,为维持锅炉出力需消耗更多燃料,使引、送风机负荷增加,引起电耗增加。并且由于通风设备的容量有限,加之结渣时易发生烟气通道阻塞,可能会造成引风量不足,燃烧不完全,co浓度大,一些可燃物被带到对流受热面, 在烟道角落堆积起来继续燃烧,即发生所谓“烟道再燃烧 ”现象。其后果极具破坏性。⑦烟道对流换热面积灰严重时, 通风阻力增大, 在管束区域形成烟气走廊,局部烟气流速过快, 对管束造成冲刷和磨损,严重时引起爆管事故,增加对设备的危害和检修运行成本。总之,锅炉尾部受热面的积灰会引起很多问题 , 主要有经济性和安全性两个方面 , 积灰可以降低炉内受热面传热能力 , 增加传热阻力 , 降低锅炉经济性 ; 在高温烟气作用下 , 积灰会与管壁发生复杂的化学反应 , 形成高温腐蚀 ; 使锅炉连续运行周期缩短 ; 积灰清除困难 , 增加工人劳动强度。
3、 垃圾锅炉积灰的因素
炉管壁面的积灰、 结渣是一种普遍现象, 在炉膛内火焰中心处的温度高,
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